1. 水體中磷的組成
水體中的磷，分為有機磷（Organic-P）、無機磷（Inorganic-N）。
無機磷直接引起水體富營養化。
有機磷與無機磷總和稱總磷，表示為TP，以PO43-計，單位mg/L。
2. 除磷技術
除磷技術分為化學除磷、生物除磷。
2.1. 化學除磷
常用化學藥劑：鈣鹽、鐵鹽、鋁鹽。（熟石灰Ca(OH)2、硫酸鋁、鋁酸鈉、三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵等）
2.2. 生物除磷
2.2.1. 概念
生物除磷依靠聚磷菌PAO（如不動細菌）完成，聚磷菌在好氧條件下，能夠過量、超過其生理需要從外部環境中攝取磷，將磷以聚合態貯存在菌體內形成高磷汙泥，通過排泥而除磷。
2.2.2. 機理
除磷機理尚不完全清楚。目前解釋：在厭氧條件下，聚磷菌吸收有機物釋放磷，自身繁殖；在好氧條件下，則過量吸收磷（聚磷菌增多、過量貯備）。通過這一交替方式，聚磷菌增殖、水中磷進入汙泥，好氧後立即排泥，即除磷。
2.2.3.影響生物除磷效果的因素
1）厭氧/好氧交替條件
反覆的“厭氧——好氧——厭氧——好氧”環境利於聚磷菌成為優勢菌。
厭氧條件釋放磷，好像對處理不利？。引入的目的：厭氧條件下純好氧菌被抑制，而聚磷菌能存活，並且繁殖，在之後的好氧條件下才能大量吸收磷。厭氧釋磷越徹底——好氧吸磷越充分。
2）硝酸鹽和易降解有機物
厭氧環境下存在反硝化，反硝化菌與聚磷菌競爭基質（易降解有機物），影響聚磷菌貯存有機物，引起好氧階段吸磷能力減弱。硝酸鹽的存在，抑制厭氧階段聚磷菌釋磷，進而影響聚磷菌貯存有機物，及好氧吸磷。
3）汙泥齡
汙泥齡宜短不宜長，過長泥量少且有可能再次釋磷。
4）溫度與pH
溫度T=10~30℃較好，pH=6~8。
5）BOD/TP
BOD/TP越高，厭氧釋磷越徹底。最好有較多的易降解有機物，會誘導聚磷菌大量釋磷。一般要求BOD/TP≥20。對原水進行水解酸化，再厭氧釋磷，效果更好。
2.2.4. 生物除磷工藝流程
1) Phostrip除磷工藝
原水——好氧聚磷——厭氧釋磷——對釋磷水化學除磷。適合單純除磷工藝，要同時降解有機物及脫氮時不適合。
2)厭氧—好氧除磷工藝
比較經典的A/O工藝。
厭氧/好氧（A/O）除磷工藝流程
特徵：
- 遵循生物除磷原理；汙泥含磷率4%。
問題：
- 除磷率再難提高，特別是BOD/TP較低時；
- 二沉池中易產生二次釋磷，須及時排放剩餘汙泥。
2.3. 同步脫氮除磷工藝
氮的去除要求反應器為“好氧單元→→厭氧單元”；磷的去除要求反應器為“厭氧單元→→好氧單元”；看上去矛盾，如果採用前置反硝化系統，則二者可以合併。這是同步脫氮除磷工藝基礎。
2.3.1. Bardenpho 脫氮除磷工藝
基於脫氮除磷的基本原理，形成了A—O—A—O串聯工藝。
多級（A/O）脫氮除磷工藝流程
特徵：
- 利用基本原理，反覆脫氮除磷。
問題：
- 工藝流程過長；
- A1池，碳源充足、但NOx—N不足，脫氮效果一般；可降解有機物充足、釋磷充分；
- O1池，主要降解有機物、硝化，因積累NOx—N，吸磷較弱；
- A2池，與A1池相反，脫氮效果好；但因可降解有機物不足，釋磷不充分；
- O2池，主要吸磷，低負荷下硝化、降解BOD。
- 總體來看，效率較低。
2.3.2. A-A-O法同步脫氮除磷工藝
A-A-O法同步脫氮除磷工藝又稱A2/O，厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic）。
（A2/O）法同步脫氮除磷工藝流程
特徵：
- 利用基本原理，提供最佳脫氮、除磷的條件和環境。
- A1池，原水中可降解有機物充足，迴流汙泥濃度高，釋磷充分；
- A2池，迴流使NOx—N充足，原水碳源充足，高效脫氮；
- O 池，主要吸磷，低負荷下硝化、降解BOD。
- 效果較好，效率不高。
問題：
- 工藝流程仍然很長；
- 迴流系統龐大，耗能是其主要障礙。
以上兩種工藝，除磷及脫氮效果難以提高，特別是（N、P）/BOD比值較高時，因此還需繼續研究新型高效的工藝。
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